Densità gas
Buongiorno a tutti!
Ho un bel dubbio concettuale:
Sappiamo che i gas tendono ad occupare tutto il volume che hanno a disposizione a differenza dei liquidi...ora mi chiedo...
che significato ha parlare di densità di un gas visto che in un dato volume o che metto un certo numero di moli, o che ne metto meno o più avrò comunque tutto il volume occupato?
Può essere che per densità di un gas intendiamo il numero massimo di moli(che poi convertiamo ovviamente in Kg) che posso mettere in un dato volume fissate le condizioni di temperatura e di pressione?
Lo so che è una domanda ridicola ma vorrei chiarirmi anche questi piccoli dubbi su cose che possono sembrare scontate e che tante volte non lo sono.
Grazie!
Ho un bel dubbio concettuale:
Sappiamo che i gas tendono ad occupare tutto il volume che hanno a disposizione a differenza dei liquidi...ora mi chiedo...
che significato ha parlare di densità di un gas visto che in un dato volume o che metto un certo numero di moli, o che ne metto meno o più avrò comunque tutto il volume occupato?
Può essere che per densità di un gas intendiamo il numero massimo di moli(che poi convertiamo ovviamente in Kg) che posso mettere in un dato volume fissate le condizioni di temperatura e di pressione?
Lo so che è una domanda ridicola ma vorrei chiarirmi anche questi piccoli dubbi su cose che possono sembrare scontate e che tante volte non lo sono.
Grazie!
Risposte
La densità non è la massa per unità di volume? Questo dovrebbe già darti la risposta 
Ciao!
Ti ringrazio per l'attenzione, forse ho posto male la domanda provo a spiegarmi meglio...ho $x$ kilogrammi di un gas e li metto prima in un volume di $5m^3$ e poi in un volume di $15m^3$. La densità la calcolo dividendo la massa del gas per il volume occupato, quindi nel primo caso avrò $x/5$ e nel secondo caso $x/15$...otterrò due diversi valori di massa per unità di volume!
Quindi sembra che non sia possibile quantificare la densita di un gas in maniera univoca...
Ti ringrazio per l'attenzione, forse ho posto male la domanda provo a spiegarmi meglio...ho $x$ kilogrammi di un gas e li metto prima in un volume di $5m^3$ e poi in un volume di $15m^3$. La densità la calcolo dividendo la massa del gas per il volume occupato, quindi nel primo caso avrò $x/5$ e nel secondo caso $x/15$...otterrò due diversi valori di massa per unità di volume!
Quindi sembra che non sia possibile quantificare la densita di un gas in maniera univoca...
faccio un mio ragionamento:
io penso che la densità di un gas sia definita in certe condizioni standard di P e T. Ovvero, tu dici di prendere x Kg di quel gas, a fissate temperatura e pressione. Ora, dire che prendi x Kg di quel gas significa dire che prendi y moli di quel gas. Ma se prendi l'equazione dei gas perfetti:
$ PV = nRT $
vedi che, se come dici tu fissi P,T e n (numero di moli) allora anche il volume dovrà essere lo stesso. Di conseguenza non puoi fare, secondo me, il ragionamento che hai fatto tu...
Nel caso del tuo problema secondo me dovrà cambiare anche la pressione, di conseguenza la densità sarà si diversa, ma perchè essa è definita in precise condizioni di temperatura e pressione... che nel tuo problema cambiano!
però potrei benissimo aver detto un mare di cacchiate...
io penso che la densità di un gas sia definita in certe condizioni standard di P e T. Ovvero, tu dici di prendere x Kg di quel gas, a fissate temperatura e pressione. Ora, dire che prendi x Kg di quel gas significa dire che prendi y moli di quel gas. Ma se prendi l'equazione dei gas perfetti:
$ PV = nRT $
vedi che, se come dici tu fissi P,T e n (numero di moli) allora anche il volume dovrà essere lo stesso. Di conseguenza non puoi fare, secondo me, il ragionamento che hai fatto tu...
Nel caso del tuo problema secondo me dovrà cambiare anche la pressione, di conseguenza la densità sarà si diversa, ma perchè essa è definita in precise condizioni di temperatura e pressione... che nel tuo problema cambiano!
però potrei benissimo aver detto un mare di cacchiate...
"skyluke89":
faccio un mio ragionamento:
io penso che la densità di un gas sia definita in certe condizioni standard di P e T. Ovvero, tu dici di prendere x Kg di quel gas, a fissate temperatura e pressione. Ora, dire che prendi x Kg di quel gas significa dire che prendi y moli di quel gas. Ma se prendi l'equazione dei gas perfetti:
$ PV = nRT $
vedi che, se come dici tu fissi P,T e n (numero di moli) allora anche il volume dovrà essere lo stesso. Di conseguenza non puoi fare, secondo me, il ragionamento che hai fatto tu...
Nel caso del tuo problema secondo me dovrà cambiare anche la pressione, di conseguenza la densità sarà si diversa, ma perchè essa è definita in precise condizioni di temperatura e pressione... che nel tuo problema cambiano!
però potrei benissimo aver detto un mare di cacchiate...
ottima spiegazione
grazie! =)
effettivamente però il quesito posto non è affatto banale, io non mi ero mai posto questo dilemma ma è interessante come a volte su concetti assodati non ci poniamo tutte le domande!
effettivamente però il quesito posto non è affatto banale, io non mi ero mai posto questo dilemma ma è interessante come a volte su concetti assodati non ci poniamo tutte le domande!
E' vero hai ragione!! Grazie mille skyluke89 adesso è tutto molto più chiaro!! 
"Robbyx":
Quindi sembra che non sia possibile quantificare la densita di un gas in maniera univoca...
Nemmeno la temperatura dell'acqua puoi definirla in maniera univoca, mentre puoi farlo per l'acqua se questa si trova al punto triplo
Come ti hanno fatto notare, certe grandezze hanno un senso se sono definite a precise condizioni, la densità di un gas è una di queste
Scusate se sfato e banalizzo un po' la questione ma non è così magica... lo so, ora farò la figura dell'antipatico ma..
Come no?? Nel primo caso la densità del tuo gas vale esattamente $x/5 (kg)/m^3$ e nel secondo caso $x/15 (kg)/m^3$. Cosa c'è di non univoco? è come dire: Cavolo la velocità non è una grandezza univoca perchè se io ho un corpo che prima fa un km in un ora e poi lo fa in 2, la velocità non è quantificabile.. No, semplicemente stai descrivendo 2 sistemi fisici diversi caratterizzati da 2 velcità (densità nel tuo caso) diverse.
"Robbyx":
Ciao!
ho $x$ kilogrammi di un gas e li metto prima in un volume di $5m^3$ e poi in un volume di $15m^3$. La densità la calcolo dividendo la massa del gas per il volume occupato, quindi nel primo caso avrò $x/5$ e nel secondo caso $x/15$...otterrò due diversi valori di massa per unità di volume!
Quindi sembra che non sia possibile quantificare la densita di un gas in maniera univoca...
Come no?? Nel primo caso la densità del tuo gas vale esattamente $x/5 (kg)/m^3$ e nel secondo caso $x/15 (kg)/m^3$. Cosa c'è di non univoco? è come dire: Cavolo la velocità non è una grandezza univoca perchè se io ho un corpo che prima fa un km in un ora e poi lo fa in 2, la velocità non è quantificabile.. No, semplicemente stai descrivendo 2 sistemi fisici diversi caratterizzati da 2 velcità (densità nel tuo caso) diverse.
"giacor86":
Scusate se sfato e banalizzo un po' la questione ma non è così magica... lo so, ora farò la figura dell'antipatico ma..
[quote="Robbyx"]Ciao!
ho $x$ kilogrammi di un gas e li metto prima in un volume di $5m^3$ e poi in un volume di $15m^3$. La densità la calcolo dividendo la massa del gas per il volume occupato, quindi nel primo caso avrò $x/5$ e nel secondo caso $x/15$...otterrò due diversi valori di massa per unità di volume!
Quindi sembra che non sia possibile quantificare la densita di un gas in maniera univoca...
Come no?? Nel primo caso la densità del tuo gas vale esattamente $x/5 (kg)/m^3$ e nel secondo caso $x/15 (kg)/m^3$. Cosa c'è di non univoco? è come dire: Cavolo la velocità non è una grandezza univoca perchè se io ho un corpo che prima fa un km in un ora e poi lo fa in 2, la velocità non è quantificabile.. No, semplicemente stai descrivendo 2 sistemi fisici diversi caratterizzati da 2 velcità (densità nel tuo caso) diverse.[/quote]
certo, le 2 densità sono diverse... ma io credo che il suo dubbio stesse nel fatto che a volte si definisce la "densità di un gas", in modo quasi assoluto, sottintendendo appunto che quella densità è tale solo a certe condizioni precise di P,T (di solito condizioni ambiente).. mentre per la velocità questo problema non c'è!
Ciao giacor!
Sì è proprio come dice skyluke, non avevo considerato la pressione e la temperatura...infatti il discorso del gas prima in 5 metri cubi e poi in 15 è proprio sbagliato.
Pensiamo a una scatola chiusa in cui facciamo il vuoto....se lasciamo il dentro vuoto la scatola viene schiacciata dalla pressione esterna dell'aria...se invece cominciamo ad aggiungerci un gas gli effetti della pressione esterna saranno sempre più attenuati fino a quando pressione esterna e interna saranno in equilibrio...in quelle condizioni di pressione e temperatura avrò una densità data da quella quantità che ho messo in quel volume....se, mantenendo inalterate pressione e temperatura, prendo questa medesima quantità e la trasferisco in una scatola più grande(dove ho sempre fatto prima il vuoto) pressione interna ed esterna non saranno in equilibrio, ecco che allora, se aumenta il volume, deve aumentare anche la quantità di gas che metto e quindi la densità si mantiene costante!
Sì è proprio come dice skyluke, non avevo considerato la pressione e la temperatura...infatti il discorso del gas prima in 5 metri cubi e poi in 15 è proprio sbagliato.
Pensiamo a una scatola chiusa in cui facciamo il vuoto....se lasciamo il dentro vuoto la scatola viene schiacciata dalla pressione esterna dell'aria...se invece cominciamo ad aggiungerci un gas gli effetti della pressione esterna saranno sempre più attenuati fino a quando pressione esterna e interna saranno in equilibrio...in quelle condizioni di pressione e temperatura avrò una densità data da quella quantità che ho messo in quel volume....se, mantenendo inalterate pressione e temperatura, prendo questa medesima quantità e la trasferisco in una scatola più grande(dove ho sempre fatto prima il vuoto) pressione interna ed esterna non saranno in equilibrio, ecco che allora, se aumenta il volume, deve aumentare anche la quantità di gas che metto e quindi la densità si mantiene costante!
scusami se insisto ma mi sembra che davvero la stiate facendo MOLTO più complicata di quella che in realtà davvero è. La densità è sempre e comunque il rapporto della massa del gas diviso il volume in cui è contenuto. Stop, nient'altro. Le considerazioni che fate sulla temperatura e la pressione sono (abbastanza) vere ma per me inutili allo scopo di definire la densità o comunque di capire che cos'è.
Se mi chiedi di darti dell'elio con densità di $1 (kg)/m^3$, io prendo un contenitore con pareti rigide dal volume di $1m^3$, ci metto dentro $1/kg$ di elio ed è fatta. Poi puoi farci quello che vuoi, se lo scaldi, la sua pressione aumenterà (e se le pareti sono rigide, queste non si deformeranno.. ossia compierai una qualche trasformazione isocora) e potrai portare il tuo elio ad una qualunque coppia di PT compatibile con la legge dei gas (e compatibile con la non deformabilità del contenitore) che vuoi, ma sempre la sua densità sarà di $1 (kg)/m^3$.
Se mi chiedi di darti dell'elio con densità di $1 (kg)/m^3$, io prendo un contenitore con pareti rigide dal volume di $1m^3$, ci metto dentro $1/kg$ di elio ed è fatta. Poi puoi farci quello che vuoi, se lo scaldi, la sua pressione aumenterà (e se le pareti sono rigide, queste non si deformeranno.. ossia compierai una qualche trasformazione isocora) e potrai portare il tuo elio ad una qualunque coppia di PT compatibile con la legge dei gas (e compatibile con la non deformabilità del contenitore) che vuoi, ma sempre la sua densità sarà di $1 (kg)/m^3$.
"giacor86":
Se mi chiedi di darti dell'elio con densità di $1 (kg)/m^3$, io prendo un contenitore con pareti rigide dal volume di $1m^3$, ci metto dentro $1/kg$ di elio ed è fatta. Poi puoi farci quello che vuoi, se lo scaldi, la sua pressione aumenterà (e se le pareti sono rigide, queste non si deformeranno.. ossia compierai una qualche trasformazione isocora) e potrai portare il tuo elio ad una qualunque coppia di PT compatibile con la legge dei gas (e compatibile con la non deformabilità del contenitore) che vuoi, ma sempre la sua densità sarà di $1 (kg)/m^3$.
quello che dici è vero, ma solo se compi come hai detto una trasformazione isocora. Il problema posto da Robbyx però è differente: nel suo problema infatti aumentava il volume, di conseguenza la trasformazione non è a volume costante, e quindi la densità (dato che varierà V) cambierà... quello che si chiedeva lui era come fosse possibile che, mantenendo la stessa temperatura e la stessa pressione, cambiasse la densità del gas; io gli ho solo fatto notare che invece T e P non rimanevano le stesse, ma almeno una delle 2 cambiava, per l'equazione dei gas!
però in effetti nel mio primo post una cacchiata l'avevo detta: la densità non è per forza definita a precise P e T fissate, perchè se come dici tu mantieni V costante compiendo una trasf. isocora, puoi giocare sulla coppia (P,T) pur mantenendo la densità costante! mea culpa!
però vale il viceversa, ossia a fissate P e T, la densità di un gas sarà sempre la stessa.
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